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Institut de Biologie StructuraleGrenoble / France

Contacts relatifs à cet article / FARIAS ESTROZI Leandro
Contacts relatifs à cet article / NEUMANN Emmanuelle

Méthodologie

Le groupe de Microscopie Électronique et Méthodes a pour but de fournir aux chercheurs des outils efficaces pour l’interprétation des images de microscopie électronique et la détermination de structures tridimensionnelles.

Les principaux logiciels d’analyse d’images de cryo-ME développés dans notre groupe sont centrés sur les thèmes suivants :

Estimation du rapport signal sur bruit
Estimation de la fonction de transfert de contraste (CTF)
Construction de modèles 3D ab-initio avec symétrie
Détection de particules
Recalage de images (Projection Matching)
Reconstruction 3D avec harmoniques sphériques

Pour de plus amples informations, contact : Leandro Estrozi

Recherches précédentes :
(uniquement version anglaise disponible)

- Modélisation/Interprétation des reconstructions de ME
- Autres

Diffraction Electronique

Un nouveau détecteur de type pixel hybride, Cheetah d’Amsterdam Scientific Instruments, a été installé sur le cryo-microscope électronique Tecnai F20 de la plateforme de microscopie électronique de l’IBS. Ce détecteur est dédié au développement de la diffraction électronique pour la détermination de la structure des protéines, une technique prometteuse qui est unique dans sa capacité à utiliser des cristaux de taille nanométrique et à fournir des informations sur les états de charge des ions métalliques dans les molécules des protéines (bioRxiv : 10.1101/2020.07.08.191049).

Le nouveau détecteur utilise la puce Medipix 3 développée par les collaborations Medipix, initialement mise en place pour relever le défi du traçage des particules au LHC du CERN. (La même puce Medipix3 est également utilisée dans le détecteur LAMBDA de dernière génération que l’on trouve dans les synchrotrons). Elle présente une sensibilité à un seul électron (DQE(0) > 0,9) et une fréquence d’image élevée (temps mort zéro, 2 kHz). Grâce à une fonction de seuillage intégrée à la puce, l’acquisition des données est quasiment sans bruit. Il est important de noter que le détecteur est résistant aux radiations et possède une gamme dynamique élevée, ce qui permet d’acquérir des modèles de diffraction de faible intensité, comme la diffraction des cristaux de protéines, sans arrêt de faisceau pour le faisceau direct.
Des données préliminaires ont été collectées sur le microscope Tecnai F20 en utilisant le nouveau détecteur. Des données de rotation continue ont été collectées sur un cristal d’oxyde de molybdène à température ambiante, ainsi que sur un cristal de lysozyme à température d’azote liquide.

Cliché de diffraction d’un cristal de Lysozyme

Ce mode de collecte de données permet d’analyser les données de diffraction électronique à l’aide des programmes standard développés pour la cristallographie macromoléculaire à rayons X (par exemple la suite CCP4).
Les deux cristaux utilisés dans ces ensembles de données illustrent certains des types de cristaux appropriés pour les expériences de cristallographie électronique. Le cristal MoO utilisé ici était une feuille étendue, ce qui a facilité la collecte des données car il est resté dans le champ de vision pendant la rotation de l’échantillon. Le cristal de lysozyme a été séparé d’un cristal de type oursin, qui ne convient pas à la cristallographie aux rayons X mais qui fonctionne souvent bien en cristallographie électronique. Comme le montrent les données préliminaires, les échantillons de protéines constituent toujours un défi en raison du nombre limité de cellules unitaires disponibles dans un nanocristal et de leur sensibilité aux rayonnements. Si vous avez des cristaux de protéines robustes de la taille nanométrique, n’hésitez pas à nous contacter !

Contact : Wai-Li Ling, Dominique Housset

(Ce nouveau détecteur a été financé en partie par la vente du cryo-microscope POLARA (FEI, The Netherlands) de la PF de microscopie électronique de l’IBS et également grâce une contribution de l’ILL)